[发明专利]钎焊接合部、电子部件、半导体器件和电子部件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种不容易出现裂纹的钎焊接合部、具有该钎焊接合部的电路基板等的电子部件、半导体器件以及电子部件的制造方法，特别涉及一种形成在铜制焊盘上的诸如镍镀层或金镀层的金属镀敷层与锡基焊料通过钎焊接合在一起的芯片部件、电路部件、基板部件、电子部件、电气部件以及半导体器件。

背景技术

过去，在进行钎焊时采用含锡(Sn)的锡基焊料。特别在最近，在连接电气部件时，采用诸如Sn-Pb合金、Sn-Pb-Ag合金等的含铅焊料。

考虑到铅对环境造成的污染，现在已采用以Sn-Ag-Cu类合金为代表的无铅焊料。但是，导体图形大多采用铜(Cu)，而铜(Cu)的表面容易被氧化。当铜的表面被氧化时，焊料的浸润性就会降低。特别是在采用上述无铅焊料时，一旦铜的表面被氧化，其与无铅焊料之间的结合力将减弱。因此，有时会在待实施钎焊处理的铜制焊盘上镀金(Au)。

若在铜上直接镀金，会形成脆弱的合金层。因此，就采用了预先在被用作导体图形的铜制焊盘和金镀层之间实施镀镍处理而形成阻挡层(Barrier)，由此抑制上述脆弱金属层形成这样的方法。例如，公知文献1(日本国专利申请公开特开2000-332408号公报，公开日：2000年11月30日)揭示了一种为提高铜制焊盘和镍镀层的接合性能而在实施镀镍之前对铜制焊盘进行腐蚀的技术。

当钎焊接合上述已实施镀敷处理的铜制焊盘和上述无铅焊料时，因钎焊接合时的热量而熔化的金属相互扩散，焊料的锡成分将扩散侵入例如镍镀层或者金镀层。在镍镀层和金镀层之间、金镀层和锡基焊料之间等形成以Cu-Sn合金或Ni-Sn合金为主要成分的锡合金层。像这样的锡合金层比较脆弱，因此，在钎焊接合部产生应力时容易发生断裂(裂纹)。

特别是，由于镍的纵向弹性系数较大，约为200kN/mm²，所以，镍镀层与锡合金层之间的界面容易集中应力。因此，在上述镍镀层与锡合金层之间的界面上特别容易出现裂纹。

对此，例如，公知文献2(日本国专利申请公开特开2003-188313号公报，公开日：2003年7月4日)揭示了一种目的在于防止因作用于具有上述脆弱的合金层的结构的应力而出现裂纹的技术方法。根据公知文献2所揭示的技术方法，通过增加钎焊接合的金属部的厚度，在金属配线部分保留有在进行钎焊接合时不会形成Cu-Sn合金的区域。通过该技术，来防止金属配线发生断裂。

但是，在现有技术的方法中，并没有涉及从根本上避免因钎焊接合时形成的锡合金层而容易出现裂纹的方法。

例如，根据公知文献2揭示的方法，因为在金属配线部分保留有不会形成Cu-Sn合金的区域，所以能够防止因基板形成材料的热膨胀系数等的差异而产生的热应力所造成的金属配线断裂。但是，并没有解决作用于Cu-Sn合金形成区域的应力，因此，在含有Cu-Sn合金的锡合金层容易出现裂纹的问题并没有得到解决。

发明内容

本发明是鉴于上述问题进行开发的，其目的在于提供一种不容易出现裂纹的钎焊接合部、具有该钎焊接合部的电路基板等的电子部件、半导体器件、以及电子部件的制造方法。

在现有技术的方法中，没有对容易出现裂纹的上述锡合金层的形成位置以及镍镀层与锡合金层之间的界面的形成位置进行说明，上述容易出现裂纹的锡合金层等的形成位置和蚀刻前的铜制焊盘的表面位置大致相同。

本发明的发明人经过积极深入的研究，发现：如果上述容易出现裂纹的锡合金层等的位置偏离应力的集中位置就不容易出现裂纹，上述应力是导致出现裂纹的原因。并且，本发明的发明人通过对上述锡合金层的形成位置以及镍镀层与锡合金层之间的界面形成位置进行研究，成功地使上述容易出现裂纹的部位偏离应力的集中位置，并成功地减小了钎焊接合部的断裂率。

为了实现上述目的，本发明的电子部件包括具有平坦的基准表面的电极，该电极具有用于实施钎焊接合的钎焊接合部，该电子部件的特征在于：上述钎焊接合部具有相对上述基准表面凹陷的凹部；在上述凹部的表面上层叠有至少一层金属层；在上述金属层被钎焊接合时形成于上述金属层的表面部的锡合金层与上述金属层之间的界面的位置偏离包括上述基准表面的平面。